(57)【要約】【課題】高い冷却効果を実現するとともに加工工数を低減するのに好適な発熱素子の取付構造を提供する。【解決手段】筐体１と、筐体１の底面２に沿って配置された電子回路基板４と、筐体１の内壁面３に固定された電子部品５とを備える。電子回路基板４は、フレキシブル基板１０の一部がガラスエポキシ基板１１に重畳するようにガラスエポキシ基板１１上にフレキシブル基板１０を積層してなり、フレキシブル基板１０のうちガラスエポキシ基板１１とは重畳しない部分（非重畳部分）を内壁面３に臨ませて配置されている。電子部品５のリード７は、フレキシブル基板１０の非重畳部分に電気的に接合されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面および前記底面から立ち上がる壁面を有する筐体と、前記底面に沿って配置された基板と、前記壁面に固定された発熱素子とを備え、前記発熱素子のリードを前記基板に電気的に接合した発熱素子の取付構造であって、
前記基板のうち少なくとも前記壁面に臨む端部を可撓性の部材で構成し、前記発熱素子のリードを前記可撓性の部材に電気的に接合したことを特徴とする発熱素子の取付構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板は、フレキシブル基板からなることを特徴とする発熱素子の取付構造。
【請求項３】
請求項２において、
前記基板は、前記フレキシブル基板の一部がガラスエポキシ基板に重畳するように前記ガラスエポキシ基板上に前記フレキシブル基板を積層してなり、前記フレキシブル基板のうち前記ガラスエポキシ基板とは重畳しない部分を前記壁面に臨ませて配置され、
前記発熱素子のリードを前記重畳しない部分に電気的に接合したことを特徴とする発熱素子の取付構造。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記基板のうち前記発熱素子のリードとの接合部の周辺にスリットを形成したことを特徴とする発熱素子の取付構造。
【請求項５】
請求項４において、
前記スリットは、前記壁面から離隔する方向に沿って形成されていることを特徴とする発熱素子の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱素子を取り付ける構造に係り、特に、高い冷却効果を実現するとともに加工工数を低減するのに好適な発熱素子の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等に実装される耐環境性を有する電子制御ユニットにおいて、発熱性の電子部品を取り付ける構造としては、例えば、特許文献１記載の技術が知られている。
図５は、特許文献１記載の電子部品の取付構造の断面図である。
図６は、特許文献１記載の電子部品の取付構造の斜視図である。
図５および図６において、筐体１の内部には、筐体１の底面２に沿って電子回路基板４が配置されている。
【０００３】
筐体１の内壁面３には、パワートランジスタ等の発熱性の電子部品５がネジ６により固定されている。筐体１は、放熱フィン（不図示）を備え、電子部品５から生じる熱を吸収し、放熱フィンから外部に放熱することにより電子部品５を冷却する。
電子部品５は、電力や制御信号等を入出力するリード７を備える。リード７の一端は、電子回路基板４の実装面４ａと対向する電子部品５の底面５ａに取り付けられ、リード７の他端は、電子回路基板４の厚さ方向に形成されたスルーホール８に挿入され、半田付けされることにより電子回路基板４に電気的に接合している。
【０００４】
筐体１とリード７は熱膨張率が異なるため、使用環境において生じる温度変化により筐体１とリード７に熱膨張量の差が生じ、熱膨張による応力が半田付け部９に加わり、半田付け部９が破損して断線する可能性がある。そのため、リード７には、熱膨張による応力を吸収するため、屈曲部７ａが形成されている。熱膨張時には、電子部品５と電子回路基板４の距離が広がるため、屈曲部７ａが基板４に対して立ち上がり、熱膨張による応力を吸収する。
【特許文献１】特開２００３−７８０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の取付構造にあっては、リード７に屈曲部７ａを形成するため、リード７の複数箇所を折り曲げるフォーミング加工が必要となり、加工工数が増大するという問題があった。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、高い冷却効果を実現するとともに加工工数を低減するのに好適な発熱素子の取付構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の発熱素子の取付構造は、底面および前記底面から立ち上がる壁面を有する筐体と、前記底面に沿って配置された基板と、前記壁面に固定された発熱素子とを備え、前記発熱素子のリードを前記基板に電気的に接合した発熱素子の取付構造であって、前記基板のうち少なくとも前記壁面に臨む端部を可撓性の部材で構成し、前記発熱素子のリードを前記可撓性の部材に電気的に接合した。
【０００７】
このような構成であれば、発熱素子から生じる熱が筐体を介して外部に放出されることにより発熱素子が冷却される。
また、筐体とリードの熱膨張率が異なる場合、熱膨張時は、筐体とリードの熱膨張量の差により応力が生じ、熱膨張による応力が基板とリードの接合部に加わる。このとき、基板のうち少なくとも壁面に臨む端部が可撓性の部材で構成されているので、熱膨張による応力によって可撓性の部材が撓み、熱膨張による応力が吸収される。
【０００８】
ここで、発熱素子としては、例えば、リードを介して供給される電力または信号により発熱する素子のほか、リードを介して供給される電力または信号によらず自己発熱する素子が含まれる。後者の場合、例えば、外乱ノイズその他の外部環境の影響により発熱する素子が挙げられる。
また、基板は、少なくとも壁面に臨む端部が可撓性の部材で構成されていればよく、端部を含む基板の一部を可撓性の部材で構成してもよいし、基板の全部を可撓性の部材で構成してもよい。
【０００９】
さらに、本発明に係る請求項２記載の発熱素子の取付構造は、請求項１記載の発熱素子の取付構造において、前記基板は、フレキシブル基板からなる。
このような構成であれば、フレキシブル基板が可撓性を有するので、熱膨張による応力によってフレキシブル基板が撓み、熱膨張による応力が吸収される。
【００１０】
さらに、本発明に係る請求項３記載の発熱素子の取付構造は、請求項２記載の発熱素子の取付構造において、前記基板は、前記フレキシブル基板の一部がガラスエポキシ基板に重畳するように前記ガラスエポキシ基板上に前記フレキシブル基板を積層してなり、前記フレキシブル基板のうち前記ガラスエポキシ基板とは重畳しない部分を前記壁面に臨ませて配置され、前記発熱素子のリードを前記重畳しない部分に電気的に接合した。
このような構成であれば、フレキシブル基板の非重畳部分に対して熱膨張による応力が加わると、フレキシブル基板の一部がガラスエポキシ基板に固定されているので、熱膨張による応力によってフレキシブル基板の非重畳部分が撓み、熱膨張による応力が吸収される。
【００１１】
さらに、本発明に係る請求項４記載の発熱素子の取付構造は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発熱素子の取付構造において、前記基板のうち前記発熱素子のリードとの接合部の周辺にスリットを形成した。
このような構成であれば、発熱素子のリードとの接合部の周辺にスリットが形成されているので、可撓性の部材が撓みやすくなる。したがって、より大きな応力を吸収することができる。
ここで、スリットは、直線状、階段状その他任意の形状で形成することができる。
また、スリットの伸長方向は、任意の方向でよいが、より大きな応力を吸収する観点からは、壁面から離隔する方向であることが好ましい。
また、スリットの端部は、開口していなくてもよいが、より大きな応力を吸収する観点からは、開口していることが好ましい。開口部は、基板の壁面に臨む端面が好ましい。
【００１２】
さらに、本発明に係る請求項５記載の発熱素子の取付構造は、請求項４記載の発熱素子の取付構造において、前記スリットは、前記壁面から離隔する方向に沿って形成されている。
このような構成であれば、壁面から離隔する方向に沿ってスリットが形成されているので、可撓性の部材がさらに撓みやすくなる。したがって、より大きな応力を吸収することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明に係る請求項１記載の発熱素子の取付構造によれば、発熱素子から生じる熱が筐体を介して外部に放出されることにより発熱素子が冷却されるので、高い冷却効果を実現することができるという効果が得られる。また、筐体とリードの熱膨張量の差により生じた応力が可撓性の部材によって吸収されるので、リードに対してフォーミング加工を施す必要がなく、従来に比して、加工工程を低減することができるという効果が得られる。
【００１４】
さらに、本発明に係る請求項４記載の発熱素子の取付構造によれば、より大きな応力を吸収することができるので、熱膨張に対する耐性を向上することができるという効果が得られる。
さらに、本発明に係る請求項５記載の発熱素子の取付構造によれば、より大きな応力を吸収することができるので、熱膨張に対する耐性をさらに向上することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１ないし図３は、本発明に係る発熱素子の取付構造の実施の形態を示す図である。
まず、電子部品の取付構造を説明する。
図１は、本実施の形態に係る電子部品の取付構造の断面図である。
図２は、本実施の形態に係る電子部品の取付構造の斜視図である。
【００１６】
図１および図２において、筐体１は、上部を開口させた箱形をなし、自動車等に実装される電子制御ユニットの筐体を構成する。筐体１の内部には、筐体１の底面２に沿って電子回路基板４が配置されている。
電子回路基板４は、フレキシブル基板１０の一部がガラスエポキシ基板１１に重畳するようにガラスエポキシ基板１１上にフレキシブル基板１０を積層してなるフレックスリジット基板として構成されている。フレキシブル基板１０は、厚さ方向に可撓性を有する。フレックスリジット基板としては、例えば、富士機工電子株式会社のフレックスリジット基板（http://www.fujimme.co.jp/flex.htm：２００６年１月現在）や、株式会社プリント電子研究所のフレックスリジット基板（http://www.pdk21.com/rijito1a.html：２００６年１月現在）を採用することができる。
【００１７】
電子回路基板４は、フレキシブル基板１０のうちガラスエポキシ基板１１とは重畳しない部分（以下、非重畳部分という。）を筐体１の内壁面３に臨ませて配置されている。
内壁面３には、パワートランジスタ等の発熱性の電子部品５がその背面を内壁面３に面接触させてネジ６により固定されている。筐体１は、放熱フィン（不図示）を備え、電子部品５から生じる熱を吸収し、放熱フィンから外部に放熱することにより電子部品５を冷却する。
【００１８】
電子部品５は、電力や制御信号等を入出力するリード７を備える。リード７の一端は、フレキシブル基板１０の実装面１０ａと対向する電子部品５の底面５ａに取り付けられ、リード７の他端は、フレキシブル基板１０の非重畳部分の厚さ方向に形成されたスルーホール８に挿入され、半田付けされることによりフレキシブル基板１０の非重畳部分に電気的に接合している。
【００１９】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
図３は、筐体１とリード７の熱膨張量の差によって応力が生じた場合の動作を説明するための図である。
筐体１とリード７は熱膨張率が異なるため、使用環境において生じる温度変化により筐体１とリード７に熱膨張量の差が生じ、熱膨張による応力がフレキシブル基板１０の非重畳部分に加わる。このとき、フレキシブル基板１０の一部がガラスエポキシ基板１１に固定されているので、図３に示すように、熱膨張による応力によってフレキシブル基板１０の非重畳部分が撓み、熱膨張による応力が吸収される。したがって、半田付け部９が破損して断線する可能性を低減することができる。
【００２０】
このようにして、本実施の形態では、フレキシブル基板１０の一部がガラスエポキシ基板１１に重畳するようにガラスエポキシ基板１１上にフレキシブル基板１０を積層して電子回路基板４を構成し、フレキシブル基板１０の非重畳部分を内壁面３に臨ませて電子回路基板４を配置し、電子部品５を内壁面３に固定し、フレキシブル基板１０の非重畳部分にリード７を電気的に接合した。
【００２１】
これにより、電子部品５から生じる熱が筐体１を介して外部に放出されることにより電子部品５が冷却されるので、高い冷却効果を実現することができる。また、筐体１とリード７の熱膨張量の差により生じた応力がフレキシブル基板１０によって吸収されるので、リード７に対してフォーミング加工を施す必要がなく、従来に比して、加工工程を低減することができる。
上記実施の形態において、電子部品５は、請求項１ないし３記載の発熱素子に対応している。
なお、上記実施の形態においては、フレキシブル基板１０に加工を施さなかったが、これに限らず、フレキシブル基板１０にスリットを形成することによりさらに大きな応力を吸収するように構成することができる。
【００２２】
図４は、他の実施の形態に係る電子部品の取付構造の斜視図である。
図４において、フレキシブル基板１０の半田付け部９の両側には、内壁面３から離隔する方向に沿って２つのスリット１２が形成されている。スリット１２は互いに平行で直線状に形成されている。スリット１２の端部は、電子回路基板４の内壁面３に臨む端面で開口している。
このような構成であれば、フレキシブル基板１０がさらに撓みやすくなる。したがって、より大きな応力を吸収することができるので、熱膨張に対する耐性を向上することができる。
この場合において、電子部品５は、請求項４または５記載の発熱素子に対応し、半田付け部９は、請求項４記載の接合部に対応している。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に係る電子部品の取付構造の断面図である。
【図２】本実施の形態に係る電子部品の取付構造の斜視図である。
【図３】筐体１とリード７の熱膨張量の差によって応力が生じた場合の動作を説明するための図である。
【図４】他の実施の形態に係る電子部品の取付構造の斜視図である。
【図５】特許文献１記載の電子部品の取付構造の断面図である。
【図６】特許文献１記載の電子部品の取付構造の斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１                  筐体
２、５ａ            底面
３                  内壁面
４                  電子回路基板
５                  電子部品
６                  ネジ
７                  リード
８                  スルーホール
１０                フレキシブル基板
１０ａ              実装面
１１                ガラスエポキシ基板
１２                スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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